电机中电容的作用

ID:75005 · 发表于 2015-3-22 00:10

第一类，则是无离心开关，单电容移相式的，比如电风扇那些，通常都是小电动机上用的

第二类，则是有离心开关，单电容移相启动式的，比如一些风机等设备，但目前由于各种原因，这种电动机似乎越来越少。但在一些特殊地方，的确他还存在。

第三类，即是有离心开关，双电容双值移相式的，目前在很多地方最常见，比如空气压缩机，切割机，台式电钻等地方。

首先简单说，

第一类，由于这种设计，启动钮矩不大，所以不适合高载荷设备，特别是比如空气压缩机这些的启动需要很大钮矩的，这种无法胜任。

第二类，这种是以前设计的为主，启动性能比前者大，但是他只适合启动后稳定运行的，因为他的辅助绕组是作为启动使用，启动后就完全依靠主绕组的旋转磁场，已经没有所谓的换相了，因为电容器以及辅绕组在电动机转速到达一个速度后，通过离心开关以及分离，他们已经不工作，这种电动机致命的缺点就是，一旦带一些高载荷设备，比如空气压缩机，经常会转转就慢下来，然后又再次通过辅绕组启动，所以实在不适合很多地方，通常只有用在风机等地方才有一些用，但已经被第三类所说的那种电动机取代。

第三类的，他的原理就是，他既有主绕组，也有辅绕组，也有离心开关，辅绕组和主绕组一同工作，和第一类所说的那种差不多，但这样启动性能下降了怎么办？他们就通过离心开关，这种开关是一种双掷开关了，这样启动时候，串一个大容量的电容[俗称启动电容]（我们也知道，电容容量越大，移相电流越大，启动性能越好，但太大绕组则会发热）所以，这种电动机，就是在电动机低速时候，并入使用大的电容，这个大电容所提供的电流通常都超过绕组的额定电流，这样的高电流驱动下，旋转磁场非常强烈，从而驱动转子高钮矩输出转动起来。

但启动之后，为了可以避免第二类电动机的缺点，沿用第一类的优点，离心开关离心接到另一个触点上，然后并入一个容量比较小的电容[俗称运转电容]，这样辅绕组依然在工作，但电流比启动时候小了

这样，电动机就同时具有了第一类以及第二类的优点，这种电动机目前被广泛应用在单相动力系统中，他的确很优秀。

你可以到一些卖切割机以及空气压缩机（但缸的似乎现在很多为了造价低廉还是用第二类电动机，而双缸以上的，几乎都是这种电动机了）的地方看看，电动机上都有2个金属盒，圆柱体的，每个就是装一个电容器，而他们一个是启动电容（容量大）另一个则为运转电容（容量小）

大概就是这样，离心开关在第二类中，只起到连接和分断辅绕组（也称启动绕组）以及电容器与电路之间的连接，，而在第三类电动机中，则起到控制辅绕组使用的电容器是大容量的还是小容量的

[例1]一台金龙牌300mm台扇，在中、低挡位不能启动运转，电机发出“哼哼”声；在高挡位时，扇叶运转很慢。
打开风扇前罩，用手拨动扇叶感觉很吃力，扇叶不能靠惯性转动。拆开机头外壳，发现电机轴承中润滑油已干涸，用注射器在前后轴承中滴进少许润滑油后，拨动扇叶转动自如。
通电试机，发现电机运转仍很不理想，在中、低挡位扇叶只是很缓慢地运转，在高挡位上转速也远达不到要求，吹出来的风很弱。再次拆开电机外壳，发现有部分线圈烧焦变色。再检查电扇机座底板，发现所配用的电容容量为3uF/500V，根据经验容量显然过大。
经询问用户得知，去年自己曾修过这台风扇，因嫌启动性能不好，就向邻居电工要了一只吊扇用的电容器装了上去，结果风扇越用越坏，最后导致启动线圈发热严重而烧毁。
[例2]一台得康牌家用保健摇摆机，空载时电机带动的搁架摇摆10多分钟即自动停止，而将双腿放上搁架后，只能摇摆几分钟就停了下来。
用户告知：此机因摇摆无力曾送出修理，换了一只电容器后，虽然运转很有力，但运转几分钟就会停下来。
打开摇摆机底板，发现新换上去的电容规格为3uF／400V。通电观察，电机运转10分钟后即停止转动，摸电机外壳很烫，手根本不能在上面停放。这说明控制电路已经处于过热保护状态，电机因保护电路切断电流而停转。换用一只规格为1．5uF／500V的电容，通电试机，电机连续运转了30分钟，机壳只有微热，温度升高正常，并且运转也很有力
有的人在维修单相电容运转式电机时，为了提高电动机的启动转矩，常随意选大容量的电容换上，误认为电容容量越大越好。其实，这种做法虽能提高启动转矩，但电机的启动电流也会以更大的比率增加，这对电机是极为不利的。一般情况，在单相电容启动式电机中，启动绕组中串联的电容容量增加1倍，启动转矩只能增加50％，而启动电流却要增加200％。在单相电容运转式电机中，当电容容量增加2倍时，启动转矩虽可增加近2倍，但电机的效率将降低50％。这会使电机几乎不能驱动原来的负载，如继续通电，电机长时间处于过负载状态，将烧坏绕组。
可见，维修电机时，如果对配用的电容器选择不当，会给电机带来严重后果。更换启动、运转电容时，最好选用与原配置参数相同的电容。如果电容器损坏，又不知道或看不清标注参数，可按下面公式计算选配
C=8JS(uF)
式中，C-配用的电容量，单位为微法(uF)；J-电机启动绕组电流密度，一般选5～7A／平方mm；s-启动绕组导线截面积(平方mm)。 ( {0 G% }. G# T
此文例1中金龙台扇电机启动绕组线圈重新绕制后，测出启动绕组线径为0．17mm，则截面积S=0．0226平方mm，选J=7A／平方mm，所以
C=8×7×0．0226≈1．26uF
实际选配参数为1．2uF±5％，耐压500V的电容。另外应注意电容的耐压值一定要高于400V，以防击穿。

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